기술정보

💡 요약: 산업용 가스감지기의 종류와 작동 원리 가이드

산업 현장에서 필수적인 가스감지기(Gas Sensor)의 다양한 종류와 기술적 원리를 상세히 설명합니다. 가연성 가스센서의 시초인 화염 안전램프부터 현대적인 촉매식 센서, 열전도식 센서, 적외선식(IR) 센서, 전기화학식 센서까지 각 방식의 장단점과 측정 메커니즘을 다룹니다. 유한테크의 혁신적인 기술력을 바탕으로 CO, H2S 등 독성 가스와 LNG, LPG 등 가연성 가스를 정확하게 탐지하여 안전 사고를 예방하는 솔루션을 확인하세요.

안전의 가치를 지키는 열정과 의지로 혁신을 설계합니다.

[주]유한테크
🧪 SENSOR THEORY
가스센서 이론
센서 방식별 원리·장단점을 한 번에 비교합니다
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가연성 가스센서 (Flammable Gas Sensor)
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과거에는 화염의 전파를 억제하기 위해 촘촘한 금속망으로 둘러싼 화염 안전램프(flame safety lamp)를 사용했으며, 이는 오랜 시간 동안 지하 탄광과 하수구 등에서 가연성 가스감지기의 역할을 수행했습니다.

이 램프는 경험/시각적 판단에 의존해 정확도가 25~50% 수준에 불과했습니다. 현재는 높은 신뢰성과 반복성이 요구되어 대부분 전자식 장비로 대체되었습니다.

오늘날 가장 보편적인 촉매식 센서는 가스가 연소되어 이산화탄소와 물로 변화되는 원리를 이용하므로, 화염 안전램프의 현대적 발전형이라고 할 수 있습니다.

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촉매식 센서 (Catalytic Sensor)
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현재 대부분의 저가형 가연성 가스 센서는 전기-촉매식(electro-catalytic type)입니다. 이는 ‘비드(bead)’, ‘Pellistor’ 등 작은 구슬형 검출 소자로 제작됩니다.

구조: 전기로 가열되는 백금선 코일 위에 세라믹 베이스(Al2O3)를 감싸고, Pd 또는 Rh 촉매를 코팅합니다.

💡 작동 원리 가연성 가스가 뜨거운 촉매 표면에서 연소하며 열을 방출하면 비드 온도가 상승합니다. 이에 따라 백금 코일의 전기 저항이 증가하고, 이를 브리지 회로로 측정해 농도로 환산합니다.
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열전도식 센서 (Thermal Conductivity)
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이 기술은 고농도(% volume)의 2성분 혼합 가스 측정에 적합합니다. 공기를 포함하지 않은 두 가지 가스 혼합물 측정에도 활용됩니다.

✅ 측정 용이

메탄(CH4), 수소(H2) 등 열전도율이 높은 가스

⚠️ 측정 난해

대기와 비슷/낮은 열전도율(예: CO2, 부탄 등)

가열된 감지 엘리먼트와 기준 엘리먼트 사이의 온도 변화(열전도율 차이)를 이용해 시료 가스 농도를 측정합니다.

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적외선식 센서 (Infrared / IR)
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많은 가연성 가스가 적외선 영역의 흡수 띠를 가지는 점을 이용합니다. 전자/광학 기술 발전으로 산업용 적용이 확대되었습니다.

★ 주요 장점
  • ✔ 10초 이내 반응 및 적은 유지보수
  • ✔ 피독성 물질 영향이 적음
  • ✔ 산소가 없는 분위기에서도 작동 가능
작동 원리(2-파장 흡수)

가스에 흡수되는 측정 파장과 흡수되지 않는 기준 파장의 광도 차이를 비교해 농도를 측정합니다.
※ 이원자 분자만 감지 가능하므로 수소(H2) 감지에는 부적합

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전기화학식 센서 (Electrochemical)
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대부분의 유독성 가스(CO, H2S, Cl2, SO2 등) 검지에 사용됩니다. 저전력 구동, 우수한 선형성과 반복성이 특징입니다.

⚙️ 작동 메커니즘

가스가 산화/환원 반응을 일으킬 때 발생하는 전류의 양을 측정합니다. 작동/대/기준 전극이 전해질 속에 잠겨 있는 구조입니다.

가스는 확산 배리어(모세관)를 통해 유입되며, 가스 유입량을 조절하고 액체 유출을 방지합니다.

⚠️ 중요 사항

모든 전기화학식 센서는 정상 작동을 위해 최소한의 산소(O2)가 필요합니다. 교정 가스에는 공기가 포함되어야 합니다.

일반적인 수명은 약 2년이며, 일부 센서는 예외가 있을 수 있습니다. 온도·습도 등 환경 요인에 민감하므로 전해액/상태 관리가 중요합니다.

산업 안전 감지·경보 설비의 신뢰 기준을 만듭니다.

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